現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析1.ppt

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)分析 第一章 緒論 山東理工大學(xué) 哈恒旭 第一章 引言 n電力發(fā)展簡史 n電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu) n電力系統(tǒng)運行要求 n電力系統(tǒng)控制與保護(hù)（運行的四道防線） n本課程的主要內(nèi)容 1.1 電力發(fā)展的四個階段 n早期直流配電階段 n交直流大戰(zhàn)：高壓交流輸電階段 n現(xiàn)代交直流混合輸電階段 n智能電網(wǎng) n人類對電的認(rèn) 識首先是從雷 電開始的。 n1752年，本杰 明.富蘭克林做 了一個不可重 復(fù)的試驗，證 明雷電與摩擦 起電本質(zhì)相同 n自從庫倫研究電 荷開始，電工學(xué) 科才算正式開始 了，可見研究理 論的重要性。 n1785年coulomb 發(fā)現(xiàn)了電荷定律 n1820年另一個重要 的基礎(chǔ)理論安培環(huán) 流

2、定律首先建立了 電到磁的關(guān)系。 n1.積分與路徑無關(guān) n2.積分等于電流 e l id lh n這兩個理論導(dǎo)致了電工學(xué)科的誕生 n1827年歐姆建立了電感兩端電壓電流關(guān)系 n1830年，約瑟夫.亨 利發(fā)現(xiàn)了自感現(xiàn)象 n他發(fā)明的繼電器將電 工學(xué)科產(chǎn)生了一個分 支電信 n1831年法拉第發(fā)現(xiàn)電 磁感應(yīng)現(xiàn)象 n1863年楞次定律揭示 了電磁感應(yīng)關(guān)系 n1864年麥克斯韋的電 磁場理論將電和磁有 機(jī)的統(tǒng)一起來，從此 在赫茲等人的工作下， 電信學(xué)科和電工學(xué)科 說拜拜了。 n1876年貝爾發(fā)明了 電話，電信學(xué)科率 先電力系統(tǒng)發(fā)展起 來，改變了人們的 生活。 n直到1879年，愛迪 生發(fā)明了燈泡，電 力才真

3、正的進(jìn)入千 家萬戶。 n早期直流輸電階段 愛迪生（thomas alva edison）發(fā)明了白熾燈，是 電力走進(jìn)人類生活的主要推 動力。 1882年，愛迪生在紐約建 立第一座直流配電系統(tǒng) 無法解決“1km”問題 致力于高壓直流發(fā)電機(jī)的研 發(fā)。 n交流輸電階段 愛迪生公司有一個很有 個性的工程師，nikola tesla。 在1885年stanley發(fā)明了 變壓器后，提出交流輸 電系統(tǒng)。未被愛迪生采 納，后去了westwood電 氣公司。 他于1890年率先發(fā)明了 交流發(fā)電機(jī)，被稱為交 流電之父。 nnikola tesla 實驗室 n無線傳 輸電能 的特斯 拉線圈 warden clyffe

4、塔 n特斯拉線圈至今還有很多愛好者 n特斯拉線圈原理 n交直流大戰(zhàn) 最終交流電戰(zhàn)勝了直流電； 秘密武器就是變壓器。 n1893年westwood公司在 美國芝加哥世界博覽會上 展出了雙相交流輸電系統(tǒng)。 n1895年，尼加拉大瀑布 （nigara falls）水力交 流發(fā)電站的建立，并成功 的將電力輸送到35km以 外的布法羅（baffalo）， 這是當(dāng)時直流輸電不可能 做到的，從此，電力系統(tǒng) 進(jìn)入了高壓交流輸電的階 段。 n為什么變壓器會成為交直 流大戰(zhàn)中的絕殺武器？ n現(xiàn)代輸電系統(tǒng) 交直流混聯(lián) 1954年，100kv hvdc在瑞典正 式運行。 多種發(fā)電形式 水電、火電 1957年第一座商用

5、 核電站并網(wǎng)； 1978年第一座分布 式電源并網(wǎng) 風(fēng)電 特高壓 1969年美國769kv系 統(tǒng)建立； 2005年我國750kv系 統(tǒng)試運行； 2008年1000kv系統(tǒng) 試運行 n750kv蘭州東變電站 n高度集成的智能 化、網(wǎng)絡(luò)化的自 動化系統(tǒng)。 n1976年英國的電 力市場化運營使 得電力網(wǎng)成為能 源流、信息流、 貨幣流的統(tǒng)一。 n智能電網(wǎng) 新能源 新客戶 新要求 新技術(shù) n新能源 不可再生能源短缺的壓力 溫室氣體排放和氣候變暖 的壓力 風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電、 生物質(zhì)能發(fā)電以及冷熱電 聯(lián)產(chǎn)等小燃?xì)廨啓C(jī)組發(fā)電 由即插即忘轉(zhuǎn)變?yōu)榧床寮?用。 n新客戶 電動汽車 友好智能電器， 能夠根據(jù)系統(tǒng) 頻

6、率和實時電 價自動運行 微網(wǎng) n新要求 用戶對供電可靠性要 求更高 要求不同供電質(zhì)量 電力系統(tǒng)對電網(wǎng)設(shè)備 的資產(chǎn)利用率要求更 高。 更加透明的電力市場 n新技術(shù) 儲能技術(shù) n飛輪 n超導(dǎo) n抽水蓄能 n超級電容器 通信技術(shù) facts技術(shù) 1.2 電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu) n電力系統(tǒng)是由發(fā)電、變電、輸電、配電以 及負(fù)荷組成的電氣系統(tǒng)，其功能是產(chǎn)生輸 送和使用電力。 n電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括 輸電網(wǎng) 次輸電網(wǎng) 配電網(wǎng) n電力系統(tǒng)中性點運行方式 cnc bnb ana vve vve vve 1.3 電力系統(tǒng)運行要求 n電力系統(tǒng)的運行特點 電能不能大量儲存，必須功率平衡。一旦不平 衡，輕則電壓和頻率指標(biāo)不合格，重則導(dǎo)致系 統(tǒng)崩潰 電力系統(tǒng)的狀態(tài)變換過程非?？?。 n電磁暫態(tài) n機(jī)電暫態(tài) n電力系統(tǒng)運行要求 正常 安全 經(jīng)濟(jì) 質(zhì)量 n正常 頻率、電壓在允許的范圍內(nèi) 沒有任何支路過負(fù)荷 n安全 在假象合理事故下，系統(tǒng)仍然正常，稱為安全。 正常狀態(tài)分為安全的和不安全的。 安全狀態(tài) 警戒狀態(tài) 正常狀態(tài) 緊急狀態(tài)